1. Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA,
Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta, 2 Juni 2012
K-87
PEMANFAATAN DAUN NANAS (Ananas comosus) SEBAGAI ADSORBEN LOGAM Ag DAN Cu PADA LIMBAH INDUSTRI PERAK DI KOTAGEDE, YOGYAKARTA
Eko Budiyanto, Ardi Yuli Wardani, Winda Nirmala
Jurusan Pendidikan Kimia, FMIPA, Universitas Negeri Yogyakarta
Abstrak
Telah dilakukan penelitian tentang adsorbsi logam Ag dan Cu dari limbah cair industri perak di Kotagede, Yogyakarta menggunakan adsorben dari daun nanas (Ananas comosus). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik, daya adsorbsi serta pengaruh jumlah adsorben dari daun nanas (Ananas comosus) terhadap adsorbsi logam Ag dan Cu.
Subjek penelitian adalah karbon dari daun nanas yang teraktivasi oleh HCl 15% dengan waktu perendaman 24 jam. Objek penelitian adalah kemampuan adsorben dari daun nanas (Ananas comosus) untuk mengadsorbsi logam Cu dan Ag dari limbah cair industri perak di Kotagede. Variabel bebas yang dipakai adalah jumlah karbon aktif, yaitu 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 dan 2,5 gram per 100 mL limbah cair. Waktu dan pH adsorbsi dilakukan pada kondisi optimum, yaitu waktu kontak 24 jam dan pada pH 2. Karakterisasi karbon aktif menggunakan parameter kadar air, abu dan daya serap terhadap I2. Daya adsorbsi ditentukan dengan membandingkan konsentrasi Cu dan Ag sebelum dan setelah adsorbsi..
Hasil penelitian memperlihatkan bahwa karbon aktif dari daun Nanas (Ananas comosus) memiliki kadar air 0,6% , kadar abu 3,2% dan daya serap terhadap I2 73,67%. Untuk logam Cu adsorbsi optimum diperoleh pada massa adsorben 2 gram/100 mL dengan daya adsorbsi 69,07% dan untuk logam Ag adsorbsi optimum diperoleh pada massa adsorben 1,5 gram/100 mL dengan daya adsorbsi 74,56%. Kenaikan massa adsorben meningkatkan daya adsorbsi.
Kata kunci : adsorben, daun nanas, limbah cair
PENDAHULUAN
Perkembangan industri di segala bidang dewasa ini semakin pesat, tidak terkecuali perkembangan industri penyepuhan (elektroplating) perak di sentra industri perak Kotagede yang merupakan salah satu potensi asli daerah (PAD) dari kota Yogyakarta. Perkembangan industri penyepuhan perak menimbulkan masalah baru yaitu limbah dari industri tersebut yang mencemari lingkungan. Limbah cair merupakan hasil buangan dari industri penyepuhan perak di Kotagede. Limbah cair ini mengandung logam-logam berat, seperti Tembaga (Cu) dan Perak (Ag). Limbah Ag berasal dari hasil pembuangan larutan elektrolit AgNO3 yang dipakai untuk penyepuhan perak. Adapun limbah Cu muncul dari pencelupan dengan menggunakan HCl yang bersifat asam dan berfungsi untuk melarutkan kotoran-kotoran yang menempel pada perak setelah proses penempaan agar didapatkan perak dengan warna yang cemerlang. CuCl2 yang terlarut pada proses ini akhirnya lolos ke perairan dan menimbulkan pencemaran.
Menurut Giyatmi (2008), kadar Cu dan Ag pada limbah cair industri penyepuhan logam berturut-turut adalah 11,547 ppm dan 0,052 ppm. Angka ini telah melampaui ambang batas maksimal. Jika hal ini dibiarkan maka limbah cair tersebut akan mencemari sungai maupun meresap ke tanah sehingga mempengaruhi kualitas air sumur warga. Cu da Ag adalah logam berat yang tidak dapat terurai secara alami, maka akan sangat berbahaya bagi manusia.
Oleh karena itu, diperlukan suatu cara untuk mengolah limbah cair dari industri penyepuhan perak tersebut sehingga tidak berbahaya bagi lingkungan. Cara yang dapat digunakan adalah menggunakan adsorben logam berat. Adsorben yang dapat dipakai daun nanas (Ananas comosus). Pemanfaatan tanaman ini hanya sebatas pada buahnya saja sedangkan daun nanas (Ananas comosus) relatif belum banyak diolah. Untuk 2-3 kali panen, tanaman ini harus diganti dengan tanaman nanas (Ananas comosus) baru, sehingga terdapat relatif banyak limbah daun nanas (Ananas comosus) dari pertanian nanas.
2. Eko Budiyanto, Ardi Yuli Wardani, Winda Nirmala
Pemanfaatan Daun Nanas …
K-88
Daun nanas (Ananas comosus) banyak mengandung bahan kima salah satunya sellulosa. Menurut Handayani (2010), kandungan sellulosa dalam daun nanas (Ananas comosus) sebesar 69,6-71%. Dengan kandungan sellulosa yang tinggi serat daun nanas (Ananas comosus) dapat dijadikan adsorber limbah logam berat karena struktur rongga dalam sellulosa dapat mengadsorbsi logam berat Cu dan Ag
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan masalah yang diteliti sebagai berikut : (1) bagaimana karakteristik adsorben yang dihasilkan dari daun nanas (Ananas comosus); (2) berapa daya adsorbsi adsorben dari daun nanas (Ananas comosus) terhadap logam Cu dan Ag; (3) bagaimana pengaruh jumlah/luas permukaan adsorben dari daun nanas (Ananas comosus) terhadap logam Cu dan Ag yang teradsorbsi.
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah: (1) mengetahui karakteristik adsorben yang dihasilkan dari daun nanas (Ananas comosus); (2) mengetahui daya adsorbsi adsorben dari daun nanas (Ananas comosus) terhadap logam Cu dan Ag; (3) mengetahui pengaruh jumlah/luas permukaan adsorben dari daun nanas (Ananas comosus) terhadap logam Cu dan Ag yang teradsorbsi.
Manfaat yang diharapkan dari hasil poenelitian ini adalah memberikan alternatif pengolahan limbah perkebunan berupa adsorben dari serat daun nanas (Ananas comosus) sebagai penanggulangan dampak lingkungan akibat limbah industri perak di Kotagede, Yogyakarta
METODE PENELITIAN
Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian eksperimen pengembangan yaitu mengembangkan suatu bioadsorben dari daun nanas (Ananas comosus) untuk limbah cair industri perak di Kotagede. Subjek dari peneliytian ini adalah daun nanas (Ananas comosus) dan objek dari penelitian ini adalah kemampuan adsorben dari daun nanas (Ananas comosus) untuk mengadsorbsi logam Cu dan Ag dari limbah cair industri perak di Kotagede. Variabel bebas yang dipakai dalam penelitian ini adalah berbagai variasi jumlah/luas permukaan bioadsorben daun nanas (Ananas comosus), dengan variabel terikat konsentrasi logam Cu dan Ag yang teradsorbsi oleh bioadsorben dan variabel kontrol konsentrasi logam Cu dan Ag dalam limbah cair sebelum diadsorbsi, jumlah sampel, waktu adsorbsi, pH dan suhu.
Penelitian dilakukan melalui tiga tahapan, yaitu pembuatan arang aktif (adsorben) dari daun nanas (Ananas comosus), karakterisasi arang aktif dari daun nanas (Ananas comosus) dan penentuan daya adsorbsi terhadap ion logam Ag dan Cu dalam limbah cair industri perak di Kotagede. Pembuatan arang aktif dilakukan dengan menyangrai daun nanas (Ananas comosus) kering hingga terbentuk arang. Selanjutnya arang ini dihaluskan hingga keh alusan 50 mesh dan diaktivasi dengan larutan HCl 15% selama 24 jam. Selanjutnya arang aktif disaring dan dicuci dengan akuades hingga netral dan dioven pada suhu 110 oC selama 2 jam.
Tahap kedua adalah karakterisasi arang aktif yang meliputi kadar air, kadar abu dan daya serap terhadap I2. Untuk uji kadar air, sebanyak 1 gram arang aktif dioven pada suhu 100 oC selama 1 jam dan ditimbang dan dilakukan pengulangan sampai berat konstan. Pengujian kadar abu dilakukan dengan mengabukan 1 gram arang aktif di dalam muffle furnace selama 1 jam pada suhu 900 oC. Pengujian daya serap terhadap I2 dilakukan dengan cara menimbang 0,5 gram arang aktif dan tambahkan 50 mL larutan iodium 0,1 N dan diaduk selama 15 menit (larutan 1). Menyaring dan memipet 2 mL filtrat, tambahkan 9 mL air suling dan titrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N.
Tahap ketiga, yaitu penentuan daya adsorbsi terhadap ion logam Ag dan Cu dalam limbah cair industri perak di Kotagede dilakukan dengan cara mencampurkan 100 mL limbah cair dengan variasi massa adsorben, yaitu 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 dan 2,5 gram lalu didiamkan selama 24 jam pada pH 2. Kadar Ag dan Cu diukur dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari penelitian yang telah dilakukan, diperoleh hasil karakterisasi arang aktif sebagai berikut :
3. Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA,
Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta, 2 Juni 2012
K-89
Tabel 1. Hasil karakterisasi arang aktif
No
Parameter
Satuan
SNI No. 06-3730- 1995
Arang aktif dari daun nanas
1
Kadar air
%
Max 4,4
0,6
2
Kadar abu
%
Max 10
3,2
3
Daya serap terhadap I2
mg/g
Min 750
736,7
Dari data tersebut diperoleh bahwa kadar air dan kada abu bsudahb sesuai dengan yang dipersyaratkan oleh SNI No. 06-3730-1995, sedanglan daya serap terhadap I2 masih di bawah standar SNI. Hal ini akan berakibat pada efektivitas penyerapan terhadap ion logam.
Selanjutnya dilakukan perlakuan terhadap sampel. Dilakukan variasi penambahan arang aktif sebanyak 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 dan 2,5 gram per 100 mL limbah cair dengan waktu kontak 24 jam dan pH 2. Selanjutnya campuran disaring dan filtrat diukur dengan AAS kadar Cu dan Ag. Setelah pengukuran diperoleh data sebagai berikut:
Tabel 2. Kadar Cu setelah adsorbsi
No
Kode sampel
Jumlah adsorben (gram/100 mL)
Hasil pengukuran (ppm)
Rata-rata (ppm)
%
Adsorbsi
I
II
III
1
A
0
22,729
22,729
22,729
22,729
-
2
B
0,5
15,298
15,298
15,298
15,298
32,694
3
C
1,0
13,750
12,822
13,131
13,234
41,773
4
D
1,5
10,345
10,654
10,345
10,448
54,032
5
E
2,0
7,185
7,030
6,875
7,030
69,070
6
F
2,5
8,578
8,733
8,733
8,681
61,805
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0
1
2
3
%adsorbsi
massa adsorben
GRAFIK ADSORBSI Cu
4. Eko Budiyanto, Ardi Yuli Wardani, Winda Nirmala
Pemanfaatan Daun Nanas …
K-90
Tabel 3. Kadar Ag setelah adsorbsi
No
Kode sampel
Jumlah adsorben (gram/100 mL)
Hasil pengukuran (ppm)
Rata-rata (ppm)
%
Adsorbsi
I
II
III
1
A
0
0,177
0,169
0,169
0,172
-
2
B
0,5
1,083
0,1
0,075
0,086
49,903
3
C
1,0
0,041
0,058
0,049
0,049
71,262
4
D
1,5
0,049
0,041
0,041
0,044
74,563
5
E
2,0
0,066
0,066
0,066
0,066
61,553
6
F
2,5
0,049
0,049
0,049
0,049
71,456
Dari hasil tersebut diperoleh bahwa untuk Ag daya adsorbsi tertinggi diperoleh pada jumlah adsorben 1,5 gram/100 mL limbah cair dengan nilai daya adsorbsi 74,563%. Menurut PP Nomor 20/1990, ambang batas kadar Ag untuk air golongan B adalah 0,05 ppm dan dari hasil pengolahan dengan arang akti tersebut, air sudah layak. Untuk Cu daya adsorbsi tetinggi sebesar 69,070% diperoleh dengan jumlah adsorben 2,0 gram/100 mL limbah cair. Menurut PP Nomor 20/1990, ambang batas Cu untuk air golongan B adalah 1 ppm sehingga pengolahan dengan arang aktif dari daun nanas belum efektif.
KESIMPULAN
Hasil penelitian memperlihatkan bahwa karbon aktif dari daun Nanas (Ananas comosus) memiliki kadar air 0,6% , kadar abu 3,2% dan daya serap terhadap I2 73,67%. Untuk logam Cu adsorbsi optimum diperoleh pada massa adsorben 2 gram/100 mL dengan daya adsorbsi 69,07% dan untuk logam Ag adsorbsi optimum diperoleh pada massa adsorben 1,5 gram/100 mL dengan daya adsorbsi 74,56%. Kenaikan massa adsorben memiliki kecenderungan meningkatkan daya adsorbsi.
DAFTAR PUSTAKA
Andaka, Ganjar. 2008. Penurunan Kadar Tembaga pada Limbah Cair Industri Kerajinan Perak dengan Presipitasi menggunakan Natrium Hidroksida. Jurnal Teknologi vol. 1 nomor 2 127- 134
Artati, E.K., dkk. 2009, Pengaruh Konsentrasi Larutan Pemasak pada Proses Delignifikasi Eceng Gondok dengan Proses Organosolv. Ekuilibrium, Vol. 8 No. 1, hal 25-28
Badan Standardisasi Nasional. 1995. SNI No. 06-3730-1995. Jakarta: BSN
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0
1
2
3
%adsorbsi
massa adsorben
GRAFIK ADSORBSI Ag
5. Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA,
Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta, 2 Juni 2012
K-91
Giyatmi, dkk. 2008. Penurunan Kadar Cu,Cr dan Ag Dalam Limbah Cair Industri Perak di Kotagede detelah Diadsorpsi dengan Tanah Liat dari Daerah Godean. Jurnal Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir ISSN 1978-0176
Handayani, Aries Wiwit. 2010. Penggunaan Selulosa Daun Nanas sebagai Adsorben Logam Berat Cd(II). Surakarta: Skripsi UNS
Istiyono, Edi, dkk. 2008. Pengelolaan Limbah Industri Penyepuhan Logam Perak (Elektroplating) di Lingkungan Pengrajin Perak Kecamatan Kotagede. Yogyakarta: E-prints UNY
Salamah, Siti. 2008. Pembuatan karbon Aktif dari Kulit Buah Mahonidengan Perendaman Larutan KOH. Prosiding Seminar nasional Teknoin Bidang Teknik Kimia dan Tekstil
Sani. 2011. Pembuatan Karbon Aktif dari Tanah Gambut. Jurnal teknik Kimia vol. 5 no.2
Tarmansyah, Umar. 2007. Pemanfaatan Serat Rami untuk Pembuatan Selulosa. Jakarta: Puslitbang Dephan
